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1. 《计算机网络》数据交换有几种方式，各自的优缺点是什么

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计算机网络的应用
计算机网络在资源共享和信息交换方面所具有的功能，是其它系统所不能替代的。计算机网络所具有的高可靠性、高性能价格比和易扩充性等优点，使得它在工 业、农业、交通运输、邮电通信、文化教育、商业、国防以及科学研究等各个领域、各个行业获得了越来越广泛的应用。我国有关部门也已制订了"金桥"、"金关 "和"金卡"三大工程，以及其它的一些金字号工程，这些工程都是以计算机网络为基础设施，为促使国民经济早日实现信息化的主干工程，也是计算机网络的具体 应用。计算机网络的应用范围实在太广泛，本节仅能涉及一些带有普遍意义和典型意义的应用领域。
（1）办公自动化OA（Office Automation）
办公自动化系统，按计算机系统结构来看是一个计算机网络，每个办公室相当于一个工作站。它集计算机技术、数据库、局域网、远距离通信技术以及人工智 能、声音、图像、文字处理技术等综合应用技术之大成，是一种全新的信息处理方式。办公自动化系统的核心是通信，其所提供的通信手段主要为数据/声音综合服 务、可视会议服务和电子邮件服务。
（2）电子数据交换EDI（Electronic Data Interchange）
电子数据交换，是将贸易、运输、保险、银行、海关等行业信息用一种国际公认的标准格式，通过计算机网络通信，实现各企业之间的数据交换，并完成以贸易为中心的业务全过程。EDI在发达国家应用已很广泛，我国的"金关"工程就是以EDI作为通信平台的。
（3）远程交换（Telecommuting）
远程交换是一种在线服务（Online Serving）系统，原指在工作人员与其办公室之间的计算机通信形式，按通俗的说法即为家庭办公。
一个公司内本部与子公司办公室之间也可通过远程交换系统，实现分布式办公系统。远程交换的作用也不仅仅是工作场地的转移，它大大加强了企业的活力与快速反应能力。近年来各大企业的本部，纷纷采用一种被之为"虚拟办公室"（Virtual Office）的技术，创造出一种全新的商业环境与空间。远程交换技术的发展，对世界的整个经济运作规则产生了巨大的影响。
（4）远程教育（Distance Ecation）
远程教育是一种利用在线服务系统，开展学历或非学历教育的全新的教学模式。远程教育几乎可以提供大学中所有的课程，学员们通过远程教育，同样可得到正规大学从学士到博士的所有学位。这种教育方式，对于已从事工作而仍想完成高学位的人士特别有吸引力。
远程教育的基础设施是电子大学网络EUN（Electronic University Network）。EUN的主要作用是向学员提供课程软件及主机系统的使用，支持学员完成在线课程，并负责行政管理、协作合同等。这里所指的软件除系统软 件之外，包括CAI课件，即计算机辅助教学（Computer Aided Instruction）软件。CAI课件一般采用对话和引导式的方式指导学生学习发现学生错误还具有回溯功能，从本质上解决了学生学习中的困难。
（5）电子银行
电子银行也是一种在线服务系统，是一种由银行提供的基于计算机和计算机网络的新型金融服务系统。电子银行的功能包括：金融交易卡服务、自动存取款作 业、销售点自动转帐服务、电子汇款与清算等，其核心为金融交易卡服务。金融交易卡的诞生，标志了人类交换方式从物物交换、货币交换到信息交换的又一次飞 跃。
围绕金融交易卡服务，产生了自动存取款服务，自动取款机（CD）及自动存取款机（ATM）也应运而生。自动取款机与自动存取款机大多采用联网方式工 作，现已由原来的一行联网发展到多行联网，形成覆盖整个城市、地区，甚至全国的网络，全球性国际金融网络也正在建设之中。
电子汇款与清算系统可以提供客户转帐、银行转帐、外币兑换、托收、押汇信用证、行间证券交易、市场查证、借贷通知书、财务报表、资产负债表、资金调拨 及清算处理等金融通信服务。由于大型零售商店等消费场所采用了终端收款机（POS），从而使商场内部的资金即时清算成为现实。销售点的电子资金转帐是 POS与银行计算机系统联网而成的。
当前电子银行服务又出现了智能卡（IC）。IC卡内装有微处理器、存储器及输入输出接口，实际上是一台不带电源的微型电子计算机。由于采用IC卡，持卡人的安全性和方便性大大提高了，
（6）电子公告板系统BBS（Bulletin Board System）
电子公告板是一种发布并交换信息的在线服务系统。BBS可以使更多的用户通过电话线以简单的终端形式实现互联，从而得到廉价的丰富信息，并为其会员提供网上交谈、发布消息、讨论问题、传送文件、学习交流和游戏等的机会和空间。
（7）证券及期货交易
证券及期货交易是由于其获利巨大、风险巨大，且行情变化迅速，投资者对信息的依赖格外显得重要。金融业通过在线服务计算机网络提供证券市场分析、预 测、金融管理、投资计划等需要大量计算工作的服务，提供在线股票经纪人服务和在线数据库服务（包括最新股价数据库、历史股价数据库、股指数据库以及有关新 闻、文章、股评等）。
（8）广播分组交换
广播分组交换实际上是由一种无线广播与在线系统结合的特殊服务，该系统使用户在任何地点都可使用在线服务系统。广播分组交换可提供电子邮件、新闻、文 件等传送服务，无线广播与在线系统通过调制解调器，再通过电话局可以结合在一起。移动式电话也属于广播系统。
（9）校园网（Campus Network）
校园网是在大学校园区内用以完成大中型计算机资源及其它网内资源共享的通信网络。一些发达国家已将校园网确定为信息高速公路的主要分支。无论在国内还 是国外，校园网的存在与否，是衡量该院校学术水平与管理水平的重要标志，也是提高学校教学、科研水平不可或缺的重要支撑环节。
共享资源是校园网最基本的应用，人们通过网络更有效地共享各种软、硬件及信息资源，为众多的科研人员提供一种崭新的合作环境。校园网可以提供异型机联网的 公共计算环境、海量的用户文件存储空间、昂贵的打印输出设备、能方便获取的图文并茂的电子图书信息，以及为各级行政人员服务的行政信息管理系统和为一般用 户服务的电子邮件系统。
（10）信息高速公路
如同现代信息高速公路的结构一样，信息高速公司也分为主干、分支及树叶。图像、声音、文字转化为数字信号在光纤主干线上传送，由交换技术再送到电话线或电缆分支线上，最终送到具体的用户"树叶"。主干部分由光纤及其附属设备组成，是信息高速公路的骨架。
我国政府也十分重视信息化事业，为了促进国家经济信息化，提出个"金桥"工程--国家公用经济信息网工程、"金关"工程--外贸专用网工程、"金卡" 工程--电子货币工程。这些工程是规模宏大的系统工程，其中的"金桥工程"是国民经济的基础设施，也是其它"金"字系列工程的基础。
“金桥”工程包含信息源、信息通道和信息处理三个组成部分，通过卫星网与地面光纤网开发，并利用国家及各部委、大中型企业的信息资源为经济建设服务。 “金卡”工程是在金桥网上运行的重要业务系统之一，主要包括电子银行及信用卡等内容。“金卡”工程又称为无纸化贸易工程，其主要实现手段为EDI，它以网 络通信和计算机管理系统为支撑，以标准化的电子数据交换替代了传统的纸面贸易文件和单证。其它的一些“金”字系列工程，如“金税”工程、“金智”工程、 “金盾”工程等亦在筹划与运作之中。这些重大信息工程的全面实施，在国内外引起了强烈反响，开创了我国信息化建设事业的新纪元。
（11）企业网络
集散系统和计算机集成制造系统是两种典型的企业网络系统。
集散系统实质上是一种分散型自动化系统，又称做以微处理机为基础的分散综合自动化系统。集散系统具有分散监控和集中综合管理两方面的特征，而更将"集 "字放在首位，更注重于全系统信息的综合管理。80年代以来，集散系统逐渐取代常规仪表，成为工业自动化的主流。工业自动化不仅体现在工业现场，也体现在 企业事务行政管理上。集散系统的发展及工业自动化的需求，导致了一个更庞大、更完善的计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）的诞生。
集散系统一般分为三级：过程级、监控级和管理信息级。集散系统是将分散于现场的以微机为基础的过程监测单元、过程控制单元、图文操作站及主机（上位 机）集成在一起的系统。它采用了局域网技术，将多个过程监控、操作站和上位机互连在一起，使通信功能增强，信息传输速度加快，吞吐量加大，为信息的综合管 理提供了基础。因为CIMS具有提高生产率、缩短生产周期等一系列极具吸引力的优点，所以已经成为未来工厂自动化的方向。
（12）智能大厦和结构化综合布线系统
智能大厦（Intelligent Building）是近十年来新兴的高技术建筑形式，它集计算机技术、通信技术、人类工程学、楼宇控制、楼宇设施管理为一体，使大楼具有高度的适应性（柔 性），以适应各种不同环境与不同客户的需要。智能大厦是以信息技术为主要支撑的，这也是其具有"智能"之名称的由来。有人认为具有三A的大厦，可视为智能 大厦。所谓三A就是CA（通信自动化）、OA（办公自动化）和BA（楼宇自动化）。概括起来，可以认为智能大厦除有传统大厦功能之外，主要必须具备下列基 本构成要素：高舒适的工程环境、高效率的管理信息系统和办公自动化系统、先进的计算机网络和远距离通信网络及楼宇自动化。
智能大厦及计算机网络的信息基础设施是结构化综合布线系统SCS（Structure Cabling System）。在建设计算机网络系统时，布线系统是整个计算机网络系统设计中不可分割的一部分，它关系到日后网络的性能、投资效益、实际使用效果以及日 常维护工作。结构化布线系统是指在一个楼宇或楼群中的通信传输网络能连接所有的话音、数字设备，并将它们与交换系统相连，构成一个统一、开放的结构化布线 系统。在综合布线系统中，设备的增减、工位的变动，仅需通过跳线简单插拔即可，而不必变动布线本身，从而大大方便了管理、使用和维护。
网络的分类
按照网络的类型特征，对网络进行分类是了解网络、学习网络技术的重要基础之一。从不同的角度对网络分类则有不同的分类方法。常见的分类方法有以下几种：
1、按分布地理范围分类
按分布地理范围分类，计算机网络可以分为广域网、局域网和城域网三种。
广域网（Wide Area Network，简称WAN）又称远程网，其分布范围可达数百公里乃至更远，可以覆盖一个地区，一个国家，更至全世界。
局域网（Local Area Network，简称LAN）是将小区域内的计算机及各种通信设备互连在一起的网络，其分布范围局限在一个办公室、一个建筑物或一个企业内。
城域网（Metropolitan Area Network，简称MAN）的分布范围介于局域网与广域网之间，其目的是在一个较大的地理区域内提供数据、声音和图像的传输。
2、按交换方式分类
按网络的交换方式分类，计算机网络可以分为电路交换网，报文交换网和分组交换网三种。
电路交换（Circuit Switching）方式类似于传统的电话交换方式，用户在开始通信之前，必须申请建立一条从发送端到接收端的物理通道，并且在双方通信期间始终占用该信道。
报文交换（Message Switching）方式的数据单元是要发送一个完整报文，其长度不受限制。报文交换采用存储转发原理，这点像古代的邮政通信，邮件由途中的驿站逐个存储 转发一样。每个报文中含有目的地址，每个用户节点要为途径的报文选择适当的路径，使其能最终达到目的端。
分组交换（Packet Switching）方式也称包交换方式，1969年首次在ARPANET上使用，现在人们都公认ARPANET是分组交换网之父，并将分组交换网的出现 作为计算机网络新时代的开始。采用分组交换方式通信前，发送端先将数据划分为一个个等长的单位（即分组），这些分组逐个由各中间节点采用存储转发方式进行 传输，最终达到目的端。由于分组长度有限，可以在中间节点机的内存中进行存储处理，其转发速度可大大提高。
3、按拓扑结构分类
按拓扑结构分类，计算机网络可分为星形网、总线网、环形网、树型网和网形网。
星形网是最早采用的拓扑结构形式，其每个站点都通过连接电缆与主控机相联，相关站点之间的通信都由主控机进行，所以要求主控机有很高的可靠性，这种结构是一种集中控制方式。
环形网中各工作站依次相互连接组成一个闭合的环形，信息可以沿着环形线路单向（或双向）传输，由目的站点接收。环形网适合那些数据不需要在中心主控机上集中处理而主要在各站点进行处理的情况。
总线结构网中各个工作站通过一条总线连接，信息可以沿着两个不同的方向由一个站点传向另一个站点，是目前局域网中普遍采用的一种网络拓扑结构情形。
除了以上分类方法以外，还可按所采用的传输媒体分为双绞线网，同轴电缆网、光纤网、无线网；按信道的带宽分为窄带网和宽带网；按不同用户分为科研网、教育网、商业网和企业网等。
计算机网络的拓扑结构和传输媒体
1、网络的拓扑结构
“拓扑”"这个名词是从几何学中借用来的。网络拓扑是指网络形状，或者是它在物理上的连通性。下面介绍几种最为主要的网络拓扑结构。
（1）星形拓扑
星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成，如图 7.5所示。中央节点执行集中工通信控制策略，因此中央节点相当复杂，而各个站点的通信处理负担都很小。星形网采用的交换方式有电路交换和报文交换，尤以 电路交换方式更为普遍。这种结构一旦建立通道连接，就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。目前流行的专用交换机 PBX（ Private Branch eXchange）就是星形拓扑结构的典型实例。

星形拓扑结构有以下优点：
① 控制简单。在星形网络中，任何一个站点只和中央节点相连接，因而媒体访问控制方法很简单，致使访问协议也十分简单。
② 故障诊断和隔离容易。在星形网络中，中央节点对网络连接线路可以逐一地隔离开来进行故障检测和定位，单个连节点的故障只影响一个设备，不会影响整个网络。
③ 方便服务。中央节点可方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。
星形拓扑结构的缺点：
① 电缆长度和安装工作量相当可观。因为每个站点都要和中央节点直接连接，需要耗费大量的电缆、安装、维护的工作量也剧增。
② 中央节点的负担较重，易形成瓶颈。一旦发生故障，则全网受影响，因而对中央节点的可靠性和冗余度方面的要求很高。
③ 各站点的分布处理能力较低。
星形拓扑结构广泛应用于网络智能集中于某个中央站点的场合。从目前的趋势看，计算机的发展已从集中的主机系统发展到大量功能很强的微型机和工作站，在这种形势下，传统的星形拓扑使用会有所减少。
（2）总线拓扑
总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体，所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上，该公共传输媒体即称为总线。任何一个站发送的信号都沿着传输媒体传播，而且能被所有的其它站点所接收。总线拓扑结构见图 7.6所示。
因为所有站点共享一条公用的通信信道，所以一次只能有一个设备传输信号。通常采用分布式控制策略来确定哪个站点可以发送。发送时，发送站将报文分成分 组，然后逐个依次发送这些分组，有时还要与其它站来的分组交替地在传输媒体上传输。当分组经过各站时，其中的目的站会识别到分组所携带的目的地址，然后复 制下这些分组的内容。

总线拓扑结构的优点：
① 总线结构所需要的电缆数量少。
② 总线结构简单，又无源工作，有较高的可靠性。
③ 易于扩充，增加和减少用户比较方便。
总线拓扑结构的缺点：
① 总线传输距离有限，通信范围受限制。
② 故障诊断和隔离比较困难。
③ 分布式协议不能保证信息的及时传输。
④ 不具有实时功能，站点必须是智能的，要有媒体访问控制功能，从而增加了站点的硬件和软件开销。
（3）环形拓扑
环形拓扑网络由站点和连接站点的链路组成一个闭合环，如图 7.7所示，每个站点能够接收从一链路传来的数据，并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一链路上。这种链路可以是单向的，也可以是双向的。数据以分组形式发送，如果环上 A站希望发送一个报文到 C站，就先要把报文分成若干个分组，每个分组除了数据还要加上某些控制信息，其中包括 C站的地址。 A站依次把每个分组送到环上，开始沿环传输， C站识别到带有它自己地址的分组时，便将其中的数据复制下来。由于多个设备连接在一个环上，因此需要用分布式控制策略来进行控制。

环形拓扑结构的优点：
① 电缆的长度短。环形拓扑结构的网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似，但比起星形拓扑结构的网络要短得多。
② 减少或增加工作站时，仅需简单的连接操作。
③ 可使用光纤。光纤的传输速度率很高，十分适合于环形拓扑的单向传输。
环形拓扑结构的缺点：
① 节点的故障会引起全网络的故障。这是因为环上的数据传输要通过接在环上的每一个节点，一旦环中某个节点发生故障就会引起全网络的故障。
② 故障检测困难。这与总线拓扑结构相似，因为不是集中控制，故障检测需要在网上各个节点进行，因此故障检测就较为困难。
③ 环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传送的方式，在负载很轻时，信道利用率相对来说比较低。
总的来说，不管局域网或广域网，网络的拓扑选择，需要考虑诸多因素，网络要既利于安装，又有利于扩展，网络的可靠性也是要考虑的重要因素，以外网络拓扑结构的选择还会影响传输媒体的选择和媒体访问控制方法的确定。
2、传输媒体
传输媒体是通信网中发送方和接收方之间的物理通路，计算机网络中采用的传输媒体可以分为有线和无线两大类。双绞线、同轴电缆和光纤是常用的三种有线传输媒体，无线电通信、微波通信、红外线通信以及激光通信的信息载体都属于无线传输媒体。
传输媒体的特性对网络数据通信质量有很大的影响，这些特性是：
① 物理特性，说明传输媒体的特征。
② 传输特征，包括信号形式、调制技术、传输速度及频带宽度等内容。
③ 连通性，采用点到点连接还是多点连接。
④ 地域范围，网上各点间的最大距离。
⑤ 抗干扰性，防止噪声、电磁干扰对数据传输影响的能力。
⑥ 相对价格，以元件、安装和维护的价格为基础。
以下分别介绍其中最为常用的传输媒体的特性。
（1）双绞线
由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成，线对扭在一起可以减少相互间的辐射电磁干扰。双绞线是最常用的传输媒体，早就用于电话通信中的模拟信号传输，也 可用于数字信号的传输。双绞线一般是铜质的，能提供良好的传导率。双绞线既可用于传输模拟信号，也可用于传输数字信号。对于模拟信号来说，大约每 5 -6km需要一个放大器；对于数字信号来说，每 2 -3km使用一个中继器。
双绞线也可用于局域网，如 10BASE-T和 100BASE-T总线，可分别提供 10Mbit/s和 100Mbit/s的数据传输速率。通常将多对双绞线封装于一个绝缘套里组成双绞线电缆，局域网中常用的 3类双绞线和 5类双绞线，均由 4对双绞线组成，其中 3类双绞线常用于 10BASE-T总线局域网， 5类双绞线常用于 100BASE-T总线局域网。
双绞线普遍话用于点到点的连接，双绞线可以很容易地在 15km或更大范围内提供数据传输。局域网的双绞线主要用于一个建筑物或几个建筑物间的通信，但在 10Mbit/s和 100Mbit/s传输速率的 10BASE-T和 100BASE-T的总线传输距离都不超过 100m。
双绞线的抗干扰性能不如同轴电缆，但价格比同轴电缆要便宜。
（2）同轴电缆
同轴电缆也像双绞线一样由一对导体组成，但它们是按 "同轴 "的形式构成线对，其最里层是内芯，向外依次为绝缘层、屏蔽层，最外则是起保护作用的塑料外套，内芯和屏蔽层构成一对导体。
同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆又可以分为粗缆和细缆两种，都用于直接传送数字信号；宽带同轴电缆用于频分多路复用的模拟信号传输，也可用于不使用频分多路复用的高速数据通信和模拟信号的传输，闭路电视所使用的 CATV电缆就是宽带同轴电缆。
同轴电缆适用于点到点连接和多点连接，基带电缆每段可支持几百台设备，在大系统中还可以用转接器将各段连接起来；宽带同轴电缆可支持数千台设备，但在高数据传输速率（ 50Mbit/s）下使用宽带电缆时，设备数目限制在 20-30台。
同轴电缆的传输距离取决于传输信号的形式和传输的速率，典型基带电缆的电大距离限制在几公里。在相同速率条件下，粗缆传输距离较细缆长。
同轴电缆的抗干扰性能比双绞线好，但在价格上较双绞线贵，但比光纤要便宜。
（3）光纤
光纤是光纤纤维的简称，它由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成。相对于金属导线来说具有重量轻、线径细的特点。用光纤传输信号时，在发送端先要将电信号转换成光信号，而在接收端要由光检测器还原成电信号。
光纤在计算机网络中普遍采用点到点连接，从地域范围来看可以在 6 -8km的距离内不用中继器传输，因此光纤适合于在几个建筑物之间通过点到点的链路连接局域网。由于光纤具有不受电磁干扰和噪音影响的独有特征，适宜在长 距离内保持高速数据传输率，而且能提供很好的安全性。
网络除了有线媒体以外，还可以通过无线传输媒体进行无线传输，目前常用的技术有无线电波、微波、红外线和激光。随着便携式计算机的出现和普及，以及在军事、野外等特殊场合下移动产品的通信联网需要，促进了无线通信网络的发展，出现了无线网络产品。
计算机网络的协议及其作用
两个计算机间通信时对传输信息内容的理解、信息表示形式以及各种情况下的应答信号都必需进行一个共同的约定，我们称为协议（ Protocol）。一般来说，协议要由如下三个要素组成：
（1）语义（ Semantics）。涉及用于协调和差错处理的控制信息。
（2）语法（ Syntax）。涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。
（3）定时（ Timing）。涉及速度匹配和排序等。
协议本质上无非是一种网上交流的约定，由于联网的计算机类型可以各不相同，各自使用的操作系统和应用软件也不尽相同，为了保持彼此之间实现信息交换和资源共享，它们必须具有共同的语言，交流什么、怎样交流及何时交流，都必须遵行某种互相都能够接受的规则。
目前，全球最大的网络是因特网（ Internet），它所采用的网络协议是 TCP/IP协议。它是因特网的核心技术。 TCP/IP协议，具体的说就是传输控制协议（ Transmission Control Protocol，即 TCP）和网际协议（ Internet Protocol，即 IP）。其中 TCP协议用于负责网上信息的正确传输，而 IP协议则是负责将信息从一处传输到另一处。
TCP/IP协议本质上是一种采用分组交换技术的协议。其基本思想是把信息分割成一个个不超过一定大小的信息包来传送。目的是：一方面可以避免单个用户长时间地占用网络线路；另一方面，可以在传输出错时不必重新传送全部信息，只需重传出错的信息包就行了。
TCP/IP协议组织信息传输的方式是一种 4层的协议方式。下表是一种简化了的层次模型：
应用层 Telnet、FTP和e-mail等
传输层 TCP和UDP
网络层 IP、ICMP和IGMP
网络接口层 设备驱动程序及接口卡
模型中，最底层为 TCP/IP的实现基础，主要用于访问具体局域网，如以大网等。中间两层为 TCP/IP协议，其中的 UDP为一种建立在 IP协议基础上的用户数据协议（ User Data gram Protocol，即 UDP）。最上层为建立在 TCP/IP协议基础上的一些服务： TELNET（远程登录），允许某个用户登录到网上的其它计算机上（要求用户必须拥有该机帐号），然后像使用自己的计算机一样使用远端计算机： FTP（ File Transfer Protocol，文件传输协议），允许用户在网上计算机之间传送程序或文件； SMTP（ Simple Message Transfer Protocol，简单邮件传送协议），允许网上计算机之间互通信函； DNS（ Domain Name Service，域名服务协议），用于将域名地址转换成 IP地址等。
因特网（Internet）及其应用
因特网概述
因特网（ Internet）是一个建立在网络互连基础上的最大的、开放的全球性网络。因特网拥有数千万台计算机和上亿个用户，是全球信息资源的超大型集合体。所有 采用 TCP/IP协议的计算机都可以加入因特网，实现信息共享和互相通信。与传统的书籍、报刊、广播、电视等传播媒体相比，因特网使用更方便，查阅更快捷，内 容更丰富。今天，因特网已在世界范围内得到了广泛的普及与应用，并正在迅速地改变人们的工作方式和生活方式。
因特网起源于 20世纪 60年代中期由美国国防部高级研究计划局（ ARPA）资助的 ARPANET，此后提出的 TCP/IP协议为因特网的发展奠定了基础。 1986年美国国家科学基金会（ NSF）的 NSFNET加入了因特网主干网，由此推动了因特网的发展。但是，因特网的真正飞跃发展应该归功于 20世纪 90年代的商业化应用。此后，世界各地无数的企业和个人纷纷加入，终于发展演变成今天成熟的因特网。
我国正式接入因特网是在 1994年 4月，当时为了发展国际科研合作的需要，中国科学院高能物理研究所和北京化工大学开通了到美国的因特网专

2. 简述现代网络体系结构

网络体系结构是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。它广泛采用的是国际标准化组织（ISO）在1979年提出的开放系统互连（OSI-Open System Interconnection)的参考模型。

中文名
网络体系结构

外文名
Network Architecture

解释
通信系统的整体设计

目的
为网络硬件提供标准

提出
国际标准化组织

采用
开放系统互连的参考模型。

协议定义
1、网络体系结构（networkarchitecture）：是计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。

2、网络协议：是计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合。
3、语法（syntax）:包括数据格式、编码及信号电平等。
4、语义（semantics）：包括用于协议和差错处理的控制信息。
5、定时（timing）：包括速度匹配和排序。

计算机网络是一个非常复杂的系统，需要解决的问题很多并且性质各不相同。所以，在ARPANET设计时，就提出了“分层”的思想，即将庞大而复杂的问题分为若干较小的易于处理的局部问题。

简介
1974年美国IBM公司按照分层的方法制定了系统网络体系结构SNA（System NetworkArchitecture）。SNA已成为世界上较广泛使用的一种网络体系结构。

一开始，各个公司都有自己的网络体系结构，就使得各公司自己生产的各种设备容易互联成网，有助于该公司垄断自己的产品。但是，随着社会的发展，不同网络体系结构的用户迫切要求能互相交换信息。为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准化组织ISO于1977年成立专门机构研究这个问题。1978年ISO提出了“异种机连网标准”的框架结构，这就是着名的开放系统互联基本参考模型 OSI/RM (Open Systems InterconnectionReferenceModle),简称为 OSI 。

OSI得到了国际上的承认，成为其他各种计算机网络体系结构依照的标准，大大地推动了计算机网络的发展。20世纪70年代末到80年代初，出现了利用人造通信卫星进行中继的国际通信网络。网络互联技术不断成熟和完善，局域网和网络互联开始商品化。

OSI参考模型用物理层、数据链路层、网络层、传输层、对话层、表示层和应用层七个层次描述网络的结构，它的规范对所有的厂商是开放的，具有指导国际网络结构和开放系统走向的作用。它直接影响总线、接口和网络的性能。常见的网络体系结构有FDDI、以太网、令牌环网和快速以太网等。从网络互连的角度看，网络体系结构的关键要素是协议和拓扑

3. 网络体系结构的协议定义

1、网络体系结构（network architecture）：是计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。
2、网络协议：是计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合。3、语法（syntax）:包括数据格式、编码及信号电平等。4、语义（semantics）：包括用于协议和差错处理的控制信息。5、定时（timing）：包括速度匹配和排序。
计算机网络是一个非常复杂的系统，需要解决的问题很多并且性质各不相同。所以，在ARPANET设计时，就提出了“分层”的思想，即将庞大而复杂的问题分为若干较小的易于处理的局部问题。

4. 什么是可能世界语义(Possible World Semantics)

利用“可能世界”的思想去定义逻辑上可能性、必然性和偶然性的一种语义。

可能世界语义（possible world semantics）是2018年公布的计算机科学技术名词。又名关系语义学,现代模态逻辑的主要语义理论之一,其主要贡献者有:卡尔纳普、克里普克(S...以上所述为模态命题逻辑的语义学。不过，模态谓词逻辑的语义学依然是可能世界语义学，其中心概念依然是模型。

相关拓展

语义：

语言所蕴含的意义就是语义(semantic)。简单的说，符号是语言的载体。符号本身没有任何意义，只有被赋予含义的符号才能够被使用，这时候语言就转化为了信息，而语言的含义就是语义。

语义可以简单地看作是数据所对应的现实世界中的事物所代表的概念的含义，以及这些含义之间的关系，是数据在某个领域上的解释和逻辑表示。

语义具有领域性特征，不属于任何领域的语义是不存在的。而语义异构则是指对同一事物在解释上所存在差异，也就体现为同一事物在不同领域中理解的不同。对于计算机科学来说，语义一般是指用户对于那些用来描述现实世界的计算机表示（即符号）的解释，也就是用户用来联系计算机表示和现实世界的途径。

以上内容参考网络-语义

5. 网络体系结构为什么要采用分层次的结构

原因：为把在一个网络结构下开发的系统与在另一个网络结构下开发的系统互联起来，以实现更高一级的应用，使异种机之间的通信成为可能，便于网络结构标准化；

并且由于全球经济的发展使得处在不同网络体系结构的用户迫切要求能够互相交换信息；

为此，国际标准化组织ISO成立了专门的机构研究该问题，并于1977年提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架，即着名的开放系统互连基本参考模型OSI/RM (Open System Interconnection Reference Model)。

1、网络体系结构（network architecture）：是计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。

2、网络协议：是计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合。

3、语法（syntax）:包括数据格式、编码及信号电平等。

4、语义（semantics）：包括用于协议和差错处理的控制信息。

5、定时（timing）：包括速度匹配和排序。

计算机网络是一个非常复杂的系统，需要解决的问题很多并且性质各不相同。所以，在ARPANET设计时，就提出了“分层”的思想，即将庞大而复杂的问题分为若干较小的易于处理的局部问题。

6. 试述五层协议的网络体系结构的要点，包括各层的主要功能

1.应用层

应用层的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则。

不同的网络应用需要不同的协议，如万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP协议，支持文件传送的FTP协议等

2.运输层

运输层的任务是负责为两个主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。应用进程利用该服务传送应用层 报文。

所谓通用，是指并不针对某个特定网络的应用。而是多种应用可以使用同一个运输层服务。

运输层主要使用以下两种协议：

传输控制协议TCP （提供面向连接的，可靠的数据传输服务，数据传输的单位是报文段）

用户数据报协议UDP(提供无连接的，尽最大努力交付，其数据传输的单位是用户数据报)

3.网络层

网络层为分组交换网上不同主机提供通信服务。网络层将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组和包进行传送。

4.数据链路层

两台主机间的数据传输，总是一段一段在数据链路上传送的，这就需要使用专门的链路层协议。在两个相邻节点间的链路上传送帧，每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息，地址信息，差错控制等）

三个基本问题：封装成帧，透明传输，差错检测

5.物理层

在物理层上所传数据单位是比特。

(6)semantics计算机网络扩展阅读：网络体系结构是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。它广泛采用的是国际标准化组织（ISO）在1979年提出的开放系统互连（OSI-Open System Interconnection)的参考模型。

7. 网络体系结构是什么的集合

1、网络体系结构（networkarchitecture）：是计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。

2、网络协议：是计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合。
3、语法（syntax）:包括数据格式、编码及信号电平等。
4、语义（semantics）：包括用于协议和差错处理的控制信息。
5、定时（timing）：包括速度匹配和排序。

计算机网络是一个非常复杂的系统，需要解决的问题很多并且性质各不相同。所以，在ARPANET设计时，就提出了“分层”的思想，即将庞大而复杂的问题分为若干较小的易于处理的局部问题。
网络体系结构网络体系结构定义计算机设备和其他设备如何连接在一起以形成一个允许用户共享信息和资源的通信系统。存在专用网络体系结构，如IBM的系统网络系统结构(SNA)和DEC的数字网络体系结构(DNA)，也存在开放体系结构，如国际标准化组织(ISO)定义的开放式系统互联(OSI)模型。网络体系结构在层中定义(参见“分层体系结构”)。如果这个标准是开放的，它就向厂商们提供了设计与其他厂商产品具有协作能力的软件和硬件的途径。然而，OSI模型还保持在模型阶段，它并不是一个已经被完全接受的国际标准。考虑到大量的现存事实上的标准，许多厂商只能简单地决定提供支持许多在工业界使用的不同协议，而不是仅仅接受一个标准。

8. 简述具有五层协议的网络体系结构中各层的主要功能。

物理层：以太网·调制解调器· 电力线通信(PLC) ·SONET/SDH· G.709 ·光导纤维· 同轴电缆 · 双绞线等

物理层（或称物理层，Physical Layer）是计算机网络OSI模型中最低的一层。物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的，电子的，功能的和规范的特性。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。局域网与广域网皆属第1、2层。

物理层是OSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。如果您想要用尽量少的词来记住这个第一层，那就是“信号和介质”。

OSI采纳了各种现成的协议，其中有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、和IEEE802.5的物理层协议。

数据链路层：Wi-Fi(IEEE 802.11) · WiMAX(IEEE 802.16) ·ATM · DTM ·令牌环·以太网·FDDI ·帧中继· GPRS · EVDO ·HSPA · HDLC ·PPP· L2TP ·PPTP · ISDN·STP 等

数据链路层是OSI参考模型中的第二层，介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。为达到这一目的，数据链路必须具备一系列相应的功能，主要有：如何将数据组合成数据块，在数据链路层中称这种数据块为帧（frame），帧是数据链路层的传送单位；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使与接收方相匹配；以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。

移动通信系统中Uu口协议的第二层，也叫层二或L2。

网络层协议：IP (IPv4 · IPv6) · ICMP· ICMPv6·IGMP ·IS-IS · IPsec · ARP · RARP等

网络层是OSI参考模型中的第三层，介于传输层和数据链路层之间，它在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能上，进一步管理网络中的数据通信，将数据设法从源端经过若干个中间节点传送到目的端，从而向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务。主要内容有：虚电路分组交换和数据报分组交换、路由选择算法、阻塞控制方法、X.25协议、综合业务数据网（ISDN）、异步传输模式（ATM）及网际互连原理与实现。

传输层协议：TCP · UDP · TLS ·DCCP· SCTP · RSVP · OSPF 等

传输层（Transport Layer）是ISO OSI协议的第四层协议，实现端到端的数据传输。该层是两台计算机经过网络进行数据通信时，第一个端到端的层次，具有缓冲作用。当网络层服务质量不能满足要求时，它将服务加以提高，以满足高层的要求；当网络层服务质量较好时，它只用很少的工作。传输层还可进行复用，即在一个网络连接上创建多个逻辑连接。

传输层在终端用户之间提供透明的数据传输，向上层提供可靠的数据传输服务。传输层在给定的链路上通过流量控、分段/重组和差错控制。一些协议是面向链接的。这就意味着传输层能保持对分段的跟踪，并且重传那些失败的分段。

应用层协议：DHCP ·DNS· FTP · Gopher · HTTP· IMAP4 · IRC · NNTP · XMPP ·POP3 · SIP · SMTP ·SNMP · SSH ·TELNET · RPC · RTCP · RTP ·RTSP· SDP · SOAP · GTP · STUN · NTP· SSDP · BGP · RIP 等

应用层位于物联网三层结构中的最顶层，其功能为“处理”，即通过云计算平台进行信息处理。应用层与最低端的感知层一起，是物联网的显着特征和核心所在，应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘，从而实现对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策。

物联网应用层的核心功能围绕两个方面：

一是“数据”，应用层需要完成数据的管理和数据的处理；

二是“应用”，仅仅管理和处理数据还远远不够，必须将这些数据与各行业应用相结合。例如在智能电网中的远程电力抄表应用：安置于用户家中的读表器就是感知层中的传感器，这些传感器在收集到用户用电的信息后，通过网络发送并汇总到发电厂的处理器上。该处理器及其对应工作就属于应用层，它将完成对用户用电信息的分析，并自动采取相关措施。

(8)semantics计算机网络扩展阅读

TCP/IP协议毫无疑问是这三大协议中最重要的一个，作为互联网的基础协议，没有它就根本不可能上网，任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。不过TCP/IP协议也是这三大协议中配置起来最麻烦的一个，单机上网还好，而通过局域网访问互联网的话，就要详细设置IP地址，网关，子网掩码，DNS服务器等参数。

TCP/IP尽管是目前最流行的网络协议，但TCP/IP协议在局域网中的通信效率并不高，使用它在浏览“网上邻居”中的计算机时，经常会出现不能正常浏览的现象。此时安装NetBEUI协议就会解决这个问题。

NetBEUI即NetBios Enhanced User Interface ，或NetBios增强用户接口。它是NetBIOS协议的增强版本，曾被许多操作系统采用，例如Windows for Workgroup、Win 9x系列、Windows NT等。NETBEUI协议在许多情形下很有用，是WINDOWS98之前的操作系统的缺省协议。NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。所以建议除了TCP/IP协议之外，小型局域网的计算机也可以安上NetBEUI协议。另外还有一点要注意，如果一台只装了TCP/IP协议的WINDOWS98机器要想加入到WINNT域，也必须安装NetBEUI协议。

IPX/SPX协议本来就是Novell开发的专用于NetWare网络中的协议，但是也非常常用--大部分可以联机的游戏都支持IPX/SPX协议，比如星际争霸，反恐精英等等。虽然这些游戏通过TCP/IP协议也能联机，但显然还是通过IPX/SPX协议更省事，因为根本不需要任何设置。除此之外，IPX/SPX协议在非局域网络中的用途似乎并不是很大.如果确定不在局域网中联机玩游戏，那么这个协议可有可无。

参考资料：网络-网络七层协议

9. ()是网络传输必不可少的设备,将计算机内部的信号格式与网络上传输的信号相互

摘要 一） 计算机网络概述

10. 选择计算机网络协议要遵循什么原则

不管是做事还是做人我们就需要有一个规则来约束我们。在计算机网络的世界中也是如此。那么，这种约束力的产生者就是计算机网络协议。这个协议就如同我们使用的法律一般，约束着计算机网络的各项工作。

1.计算机网络协议(Protocol)

为进行计算机网络中的数据交换而建立的规则?标准或约定的集合?协议总是指某一层协议,准确地说,它是对同等实体之间的通信制定的有关通信规则约定的集合?

计算机网络协议的三个要素:

1)语义(Semantics)?涉及用于协调与差错处理的控制信息?

2)语法(Syntax)?涉及数据及控制信息的格式?编码及信号电平等?

3)定时(Timing)?涉及速度匹配和排序等?

2.网络的体系结构及其划分所遵循的原则

计算机网络系统是一个十分复杂的系统?将一个复杂系统分解为若干个容易处理的子系统,然后“分而治之",这种结构化设计方法是工程设计中常见的手段?分层就是系统分解的最好方法之一?

在计算机网络协议(图1)所示的一般分层结构中,n 层是n-1层的用户,又是n+1层的服务提供者?n+1层虽然只直接使用了n层提供的服务,实际上它通过n层还间接地使用了n-1层以及以下所有各层的服务?